[發明專利]一種單芯片集成多環境兼容性傳感器

在審

• 申請號: 201710961435.6
• 申請日: 2017-10-16
• 公開（公告）號: CN107748299A
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 馬清;詹望
• 申請（專利權）人: 河南匯納科技有限公司
• 主分類號: G01R29/12
• 分類號: G01R29/12;G01P15/125;G01L1/18;G01L9/06;G01K7/18;G01N27/22
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1.一種單芯片集成多環境兼容性傳感器，包括封裝襯底（1）、硅轉接板（2）、處理器（3）以及堆疊內存（4），其特征在于：所述硅轉接板（2）設置在所述封裝襯底（1）的上側面，硅轉接板（2）的端部嵌接有嵌入式硅基器件（5）和嵌入式無源器件（6）；所述處理器（3）搭載在硅轉接板（2）的上側面，所述堆疊內存（4）設置在處理器（3）的上側面，所述堆疊內存（4）的左側的處理器（3）上設置有CMOS信號處理電路（7），所述CMOS信號處理電路（7）與堆疊內存（4）互連；硅轉接板（2）上通過TSV設置有電場傳感器（8）、加速度傳感器（9）、壓力傳感器（10）、溫度傳感器（11）、濕度傳感器（12）以及RF芯片（13）。

2.如權利要求1所述的一種單芯片集成多環境兼容性傳感器，其特征在于：所述電場傳感器（8）為基于SOI的水平感應式魚骨結構。

3.如權利要求1所述的一種單芯片集成多環境兼容性傳感器，其特征在于：所述加速度傳感器（9）采用SOI襯底較厚的器件層作為質量塊和叉指電容。

4.如權利要求1所述的一種單芯片集成多環境兼容性傳感器，其特征在于：所述壓力傳感器（10）為壓阻式，所述壓力傳感器（10）由承載膜片和設置在承載膜片上的壓敏電阻（14）構成，所述承載膜片包括保護層二氧化硅（15）和埋層二氧化硅（16），所述壓敏電阻（14）設置在所述保護層二氧化硅（15）的下側面。

5.如權利要求1所述的一種單芯片集成多環境兼容性傳感器，其特征在于：所述溫度傳感器（11）采用濺射的Pt電阻，所述Pt電阻的阻值隨溫度變化的特性為Rt = R0 (1+αt + βt +γt + ???)，其結構為折線型結構。

6.如權利要求1所述的一種單芯片集成多環境兼容性傳感器，其特征在于：所述濕度傳感器（12）為在兩層Pt電極之間加入一層聚酰亞胺構成的三明治結構電容。

7.如權利要求6所述的一種單芯片集成多環境兼容性傳感器，其特征在于：所述三明治結構電容濕度傳感器（12）的實現方法為，兩層Pt電極采用正膠剝離技術進行圖形化，將上層Pt電極正膠剝離后，利用RIE干法刻蝕將Pt電極的形狀復制到聚酰亞胺層，形成兩層Pt電極夾雜聚酰亞胺層構成的折線狀電容。

8.如權利要求1所述的一種單芯片集成多環境兼容性傳感器，其特征在于：所述CMOS信號處理電路（7）與處理器（3）之間通過金屬共晶鍵合和高分子鍵合進行永久鍵合。

9.如權利要求8所述的一種單芯片集成多環境兼容性傳感器，其特征在于：所述金屬共晶鍵合為Cu-Sn金屬共晶鍵合，其反應溫度為227℃，所述高分子鍵合采用BCB實現，鍵合溫度為230-250℃。

10.如權利要求1所述的一種單芯片集成多環境兼容性傳感器，其特征在于：所述電場傳感器（8）、加速度傳感器（9）和壓力傳感器（10）的周圍使用Cu-Sn金屬共晶鍵合在硅轉接板（2）上。